أساس الهندسة الكهربائية الحديثة - ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي فيالهندسة الكهربائية هي واحدة من الأساسيات. كانت طريقة تجريبية اكتشفت في عام 1831 من قبل الفيزيائي الإنجليزي مايكل فاراداي. في ذلك الوقت ، كان من المعروف أن التفاعل بين موصل مع تيار ومغناطيس قريب يحدث. كان يعتقد أن الرسوم الثابتة تتفاعل من خلال حقل كهربائي ، وتتجلى حركتها (الحالية) من خلال المجال المغناطيسي. ومع ذلك ، فإن احتمالية الاستخدام العملي لهذه المعرفة لنتائج تجربة فاراداي كانت غامضة للغاية. في الواقع ، بعد أن اكتشف العلماء ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، وضع أسس الهندسة الكهربائية الحديثة.

كانت التجربة بحد ذاتها بسيطة: انتقل شريط المغناطيس الدائم وانتقل إلى الفضاء المركزي بين دوران الملف. كانت الوصلات تؤدي إلى جهاز حساس لقياس القيم المنخفضة للتيار والجهد.

لوحظ أنه عندما يتحرك المغناطيس ، والسهمينحرف الجلفانومتر من نقطة الصفر. وكان الانحراف أكبر ، كلما تحرك المغناطيس. إذا تذكرنا أنه يحتوي على قطبين وخطوط من شدة المجال ، فإن العلاقة بين التدفق المغناطيسي والتيار التعريفي المستحث تصبح واضحة.

بما أن التيار العفوي في الدائرة لا ينشأربما تم التوصل إلى استنتاج منطقي حول ظهور قوة كهرمائية (EMF) ، والتي بدورها تسمح بظهور تيار. يسمح لنا قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي بالإشارة إلى أن تأثير المجال المغناطيسي الذي يتغير بمرور الوقت يتسبب في ظهور مجال كهربائي متغير ، وفي وجود دائرة مغلقة ، تيار.

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي يسمحعالم لجعل الاستنتاج الثوري: يمكن أن يكون سبب الحقل الكهربائي ليس فقط رسوم ، ولكن أيضا مجال مغناطيسي متغير. في وقت لاحق ، صاغ تعميم. وهكذا ، فإن قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي يقول: إن الـ emf الناتج عن المجال المغناطيسي يعتمد بشكل مباشر على معدل تغير التدفق المغناطيسي. يتم حساب التيار المولد لحلقة مغلقة وفقًا لقانون أوم.

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ليست مميزةفقط للموصلات ، ولكن أيضا للهيئات الموصلة الضخمة. وبالتالي ، فإن المجال المغناطيسي المتغير يخلق تيارات دوامة في سماكة الموصل (صفيحة فولاذية ، إلخ). فهي تسبب تسخينًا غير مرغوب فيه ، لذلك يتم استخدام طرق مختلفة للقضاء عليها (في المحولات ، الصفائح المرققة من الفولاذ الكهربائي). لاحظ أنه في بعض الأجهزة يتم استخدام التيارات الدوامية (متر عدد الأقراص).

قريبا ، في عام 1833 ، الفيزيائي E. اشتق لينز قاعدة يخلق منها EMF الحث تيارًا لمثل هذا الاتجاه لتحييد سبب ظهوره. على سبيل المثال: يؤدي المجال المغناطيسي المتغير إلى إنشاء تيار في الموصل. يتم توجيهه بطريقة تجعل المجال المغناطيسي الخاص به (الموجود حول الموصلات مع التيار) يتصدى للسبب الأصلي.

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي يسمحتطوير الهندسة الكهربائية لحالتها الحالية. من الصعب توفير قائمة كاملة بالمعدات التي تستخدمها. على سبيل المثال ، يعتمد تشغيل المولدات في محطات توليد الطاقة على هذه الظاهرة. صحيح أن تصميم قدرات التوليد قد شهد تغيرات كبيرة منذ أزمنة فاراداي ، ومع ذلك ظل المبدأ العام كما هو: خطوط شدة المجال المغناطيسي المرتفعة تعبر اللفات الحالية الموصلة ، مما يؤدي إلى EMF و ، في وجود تيار مغلق ، التيار الكهربائي. بالإضافة إلى المولدات والمحركات ، يتم استخدام ظاهرة الحث ، على سبيل المثال ، في المحولات.